• 한국전산유체공학회지
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• 제22권1호
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• pp.59-66
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• 2017

The guideline of selecting the number of snapshot dataset, $N_s$ in proper orthogonal decomposition(POD) was presented via the analysis of Eigen values based on the singular value decomposition(SVD). In POD, snapshot datasets from the solutions of Euler or Navier-Stokes equations are utilized to SVD and a reduced order model(ROM) is constructed as the combination of Eigen vectors. The ROM is subsequently applied to reconstruct the flowfield data with new set of flow conditions, thereby enhancing the computational efficiency. The overall computational efficiency and accuracy of POD is dependent on the number of snapshot dataset; however, there is no reliable guideline of determining $N_s$. In order to resolve this problem, the order of maximum to minimum Eigen value ratio, O(R) from SVD was analyzed and presented for the decision of $N_s$; in case of steady flow, $N_s$ should be determined to make O(R) be $10^9$. For unsteady flow, $N_s$ should be increased to make O(R) be $10^{11\sim12}$. This strategy of selecting the snapshot dataset was applied to two dimensional NACA0012 airfoil and vortex flow problems including steady and unsteady cases and the numerical accuracies according to $N_s$ and O(R) were discussed.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권11호
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• pp.779-786
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• 2019

본 연구에서 챔퍼가 적용된 타공판의 압력 강하특성에 대한 연구를 진행하였다. 타공판 홀의 입구와 출구에 각각 챔퍼를 적용하였다. 타공판의 패턴이 압력 강하특성에 미치는 영향에 대하여 관찰하였다. 타공판 홀의 입구와 출구에 챔퍼 각도를 변경해 가며 압력 강하 특성을 비교하였다. 레이놀즈 수에 따른 강하특성을 확인하였다. 타공판 홀 입구에 적용된 챔퍼의 각도가 증가함에 따라 압력강하계수가 감소하였지만 특정 각도 이후에서 압력강하계수가 증가하는 것을 확인하였다. 타공판홀 출구에 적용된 챔퍼 형상의 경우 특정 각도와는 상관없이 압력 강하계수가 증가하였다. 동일한 개공률의 타공판에서 삼각 및 사각 패턴에 따른 압력 강하특성은 동일하였다. 본 연구에서 설정한 레이놀즈 수 범위 내에서 압력 강하특성에 대한 레이놀즈 수의 영향은 없는 것으로 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권11호
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• pp.849-859
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• 2020

반경험식과 상용 전산해석도구를 이용하여 비행 속도 및 챔버 압력에 따른 유도무기의 기저항력을 예측하였으며, 두 해석 결과는 대체적으로 일치함을 보였다. 노즐에 의한 분사 제트의 과대/과소 팽창에 따라 기저부의 유동 특성과 기저항력의 차이가 관찰되었다. 과대팽창 조건에서는 기저부 상단에 팽창파가 발생되면서 기저부의 압력이 감소하였으며, 외부 자유류의 마하수가 증가함에 따라 팽창파의 강도가 강해지면서 기저부 압력 더욱 감소하였다. 과소 팽창 조건에서는 노즐 후류의 영향으로 기저부 주위에 충격파가 발생하고 이로 인해 기저부 압력이 증가하였으며, 챔버의 압력이 증가할수록 그 영향이 크게 나타났다. 동일 챔버 압력 조건에서는 자유류 마하수가 증가함에 따라 기저부에서 생성되는 충격파가 하류로 이동하면서 기저 압력이 감소하는 특성이 관찰되었다.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제2권4호
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• pp.363-374
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• 2009

The 2D flow around 13 similar stay-vane profiles with different trailing edge geometries is investigated to determinate the main characteristics of the excitation forces for each one of them and their respective dynamic behaviors when modeled as a free-oscillating system. The main goal is avoid problems with cracks of hydraulic turbines components. A stay vane profile with a history of cracks was selected as the basis for this work. The commercial finite-volume code $FLUENT^{(R)}$ was employed in the simulations of the stationary profiles and, then, modified to take into account the transversal motion of elastically mounted profiles with equivalent structural stiffness and damping. The k-$\omega$ SST turbulence model is employed in all simulations and a deforming mesh technique used for models with profile motion. The static-model simulations were carried out for each one of the 13 geometries using a constant far field flow velocity value in order to determine the lift force oscillating frequency and amplitude as a function of the geometry. The free-oscillating stay-vane simulations were run with a low mass-damping parameter ($m^*{\xi}=0.0072$) and a single mean flow velocity value (5m/s). The structural bending stiffness of the stay-vane is defined by the Reduced Velocity parameter (Vr). The dynamic analyses were divided into two sets. The first set of simulations was carried out only for one profile with $2{\leq}Vr{\leq}12$. The second set of simulations focused on determining the behavior of each one of the 13 profiles in resonance.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권6호
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• pp.18-28
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• 2006

무딘 물체 주위의 고마하수 유동의 수치해석은 여러 문제점을 지니고 있으며, 이러한 문제점을 해결하기 위한 다양한 해석 기법이 제시되어왔다. 그러나 20년 이상된 수치 기법과 비교할 때 현장 경험의 부족, 그리고 특별한 응용을 위하여 기존의 코드를 수정하는 번거로움 등으로 인해 새로운 기법들은 한정된 응용 분야에서만 이용되고 있다. 본 연구에서는 지난 25년간 가장 널리 이용되고 있고 여러 상용코드에도 적용된 Roe의 FDS 수치해법을 이용하여 알고리듬이나 전산유체해석 코드의 수정 없이 3차원 고마하수 유동 해석의 문제점을 극복하는 방안을 살펴보았다. 매우 큰 마하수에서도 엔트로피 수정을 통하여 Riemann 해법들의 문제점으로 잘 알려진 carbuncle 현상이 해결 가능함을 보였으며, 비물리적 해의 문제도 초기조건의 간단한 수정으로 엔트로피 수정이나 격자 형상에 관계없이 해결할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권5호
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• pp.381-390
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• 2016

본 연구에서는 이중구조팬의 소음특성을 알아보고 소음저감 방법으로 알려진 톱니형 뒷전(Serrated Trailing Egde)을 적용하여 이중구조팬의 소음을 저감시켰다. 해석에는 Lattice Boltzmann Method(LBM)를 이용한 비정상 전산해석을 수행하였으며 해석의 타당성을 평가하기 위하여 시험을 실시하였다. 이중구조팬은 일반적인 팬처럼 단일의 Blade Passing Frequency(BPF)를 갖는 것이 아니라 내부팬과 외부팬 각각의 BPF가 서로 다른 음역대에서 나타나는 것을 확인 하였다. 톱니형 뒷전을 내부팬에 적용하여 경계층에서의 구속와류와 뒷전에서의 와류흘림이 억제 또는 분산되고 광역소음뿐만 아니라 팬의 토크도 저감되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권4호
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• pp.39-45
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• 2016

화재발생시 가장 큰 인명피해를 유발시키는 연기의 안전한 구역으로 유입을 차단하기 위해 방화문 등 출입구 상부에 설치되는 에어커튼 노즐의 최적 설계를 수행하였다. 연기의 유입을 차단을 목적으로 개구부 상부에 설치되는 에어커튼 노즐의 슬릿에서 유동이 편심되지 않고 외부로 균일하게 배출되어야 한다. 유입 풍량, 내부 슬릿 형상, 외부 슬릿 두께 등을 변수로 고려하여 다양한 조건별로 수치해석을 수행하여 최종 형상을 선정하였다. 최종 형상을 시제품으로 제작하여 수치해석 결과와 비교 검증한바 모든 슬릿의 평균 속도에 대한 시험과 수치해석 결과의 상대오차는 1% 미만으로 매우 일치하는 경향을 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권9호
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• pp.34-40
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• 2005

본 연구에서는 비정상 유동해석을 위한 CFD 코드의 개발을 위해 대각화 ADI 기법을 적용한 정상 해석기법과 내재적 이중시간 전진기법을 도입하였다. 정상상태 Navier-Stokes 방정식의 Jacobian 행렬은 비점성항에 대해서만 적용하였고 여기에 내재적 인공점성 연산자를 첨가하여 블록 5대각 행렬을 유도하였다. 시간단축을 위해 스칼라 5대각 행렬로 대체하였다. 가상시간에 대한 정상상태기법에 실시간에 대한 미분항이 포함된 새로운 잔류항을 정의하였다. 가상시간에 대해 수렴된 해로부터 실시간 해를 구하고 시간에 대해 적분을 수행하는 내재적 이중시간 전진기법을 이용한 비정상 Navier-Stokes 코드를 개발하였다. 이에 대한 검증으로 정지한 유체속에 진동하는 평판문제, 원기둥 후방의 주기적인 Karman 와류생성, 이중원호 익형주위의 충격파 진동문제등을 수치해석하여 이론치, 실험치, 타연구자의 계산결과와 비교, 분석하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.2101-2108
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• 2008

Most of train fires which occur in usual cases do not grow up significantly on a large scale enough to bring about casualties and harmful damages. However, the consequence of some train fire accidents can be devastating disaster so that it would be even recorded in history in unusual cases. Accordingly, such a probability of fire disaster cannot be ignored in aspect of the railway safety assesment. A scale of injury and damage is very difficult to predict and analyze. Because it is depend on various factors, i.e. fire load, burning period, facilities, environment condition, and so on. Thus, a prediction of fire load could be understood as a one methodology to estimate railway safety assesment. The summation method which is one of them is used to evaluate the overall fire load by assuming that sum of heat release rate per unit area or mass of each composite material equals the total. However, since the train fire is classified into a compartment fire in under-ventilation condition. The summation method do not estimate a fire load completely. In this journal, Various methods to predict fire load are introduced and evaluated. Especially the fire simulation tool FDS(Fire Dynamics Simulator)which is based on the CFD(Computational Fluid Dynamics) is introduced, too. Through the FDS simulation, numerical analyses for the fire load and flame spread are performed. Then, these results of the simulation are validated through the comparison study with the experimental data. Then, limitations and approximations including in simulation process are discussed. The future direction of research is proposed.

• 한국가스학회지
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• 제18권4호
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• pp.56-62
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• 2014

본 연구에서는 촉매가 들어있는 고정층 반응로의 단일 개질관에 대하여 전산 유체 해석(Fluent ver. 13.0)을 수행하여 열/유동 특성을 파악하고, 주입 가스에 따른 추출 가스의 종류를 다공성에 따라 예측하였다. 촉매 형상을 모델링하기 위하여, 개질관 내부에 있는 촉매를 모두 다공성 물질이라고 가정하고, 수정된 Eugun 식을 해석에 적용하였다. 유체의 공극률을 기준으로 0.545, 0.409, 그리고 0.403로 설정하고, 결과를 비 다공성인 경우와 비교하였다. 수치해석 결과, 개질관 벽면의 온도는 흡열반응과 주변 열전달로 인하여 개질관의 온도보다 높게 나타나며, 수소 생성량도 다소 증가했다. 촉매의 공극률이 증가 하게 될 경우, 압력 강하로 인하여 관 중심부 온도 및 수소 생성량이 현저하게 감소하는 경향을 보였다.